马林营地的东边有一山。努尔哈赤说：“我们的士兵应当先占东边山上的高地，从山上居高临下的向西方山下的马林军的军营冲击，我们就能把马林的军队打败”。于是努尔哈赤率亲卫军及二旗众兵全体离营向东，来到东山南坡山脚下，准备从南坡登山。
这时马林与后金军对峙一上午后，见后金的援兵已到，在帅旗下聚集起来的兵加起来也不过二旗再加四五千人。他认为后金的兵总数也就这些了，加上后金兵离营移军向东。队不成列，于是马林决定主动出击决战，他命令营内士兵出营与营外的骑兵和火枪队汇合，大军主动向位于明营东边的后金军队发起攻击。
努尔哈赤在山上向西看。见大明营内军兵与营外壕外的军兵汇合，努尔哈赤就说：“这样子是明军要来主动攻击我们了，不用登山了，可以下马跟他们徒步作战。”代善就从山的左侧，也就是南坡下山到山脚下，命令他的二旗士兵下马准备步战。下马的人才四五十个人，大明军队就从西面来攻上来了。代善对努尔哈赤说：“我应当领兵前进。”随即策马迎敌，直杀入明军的队伍中。随后诸贝勒与各位率兵的台吉等分别投入杀明兵，两军混战。明军败退，进攻的明军被杀大半。…
这时，追杀龚念遂部逃兵的六旗兵战斗结束。急急忙忙赶来了，看到两军正战，这六旗兵先到的不等后面军队到来，也来不急整顿队伍，直接攻击明军马林的大营。马林军营中士兵放枪接战。满州兵射箭冲击，在东面和南面两路夹攻之下。大明军队抵挡不住进攻势头，大败而逃。满州军兵乘势追杀，击破潘宗颜部，北路明军大部被歼。明军副将麻岩等皆被杀，总兵马林仅自己率数人逃走。
3、南路明军战败
明朝刘綎所率的南路军因山路崎岖，行动困难，未能按期进至赫图阿拉。因不知西路、北路已经失利，仍按原定计划向北开进。努尔哈赤击败马林军后，立即移兵南下，迎击刘军。
一六一九年（明万历四十七年，后金天命四年）三月初三，为全歼刘军，努尔哈赤采取诱其速进，设伏聚歼的打法，事先以主力在阿布达里岗（赫图阿拉南）布置埋伏，另以少数士兵冒充明军，穿着明军衣甲，打着明军旗号，持着杜松令箭，诈称杜松军已迫近赫图阿拉，要刘綎速进。刘綎信以为真，立即下令轻装急进。
4、东路明军遭到伏击
三月初四，明军东路刘铤军从宽奠出发时，后金东边的人民都躲避到深山老林中去了。刘铤率军一路上攻占山寨，将瘸子、瞎子等不能动的人杀死，一路向前进军。刘綎先头部队进至阿布达里岗时，遭到伏击，兵败身死。努尔哈赤乘胜击败其后续部队。
5、西路明军溃逃
杨镐坐镇沈阳，掌握着一支机动兵力，对三路明军未作任何策应。及至杜松、马林两军战败后，才在三月初五，慌忙调李如柏军回师。李如柏军行动迟缓，仅至虎拦岗（在清河堡东）。当接到撤退命令时被后金哨探发现，后金哨探在山上鸣螺发出冲击信号，大声呼噪。李如柏军以为是后金主力发起进攻，惊恐溃逃，自相践踏，死伤1000余人。朝鲜军队元帅姜弘立率领剩余的五千兵下山来投降，后金设宴款待他们之后，将他们释放回国，并且修书给朝鲜国主光海君。
三、战争结局
萨尔浒之战，以明军的失败、后金军的胜利而告结束。此战之后，后金军乘势攻占开原、铁岭，征服了叶赫部，酋长金台吉、布扬古被杀死，余部俱降建州。朝鲜王朝的光海君于一六一九年（明万历四十七年，后金天命四年）农历五月，派遣使者去后金致谢，从此对后金与明朝采取中立政策，直至后来仁祖反正。
萨尔浒、尚间崖及牛毛寨战事失利消息传至明朝都城顺天府（今北京），顺天府米价立即陡涨。
明军主帅杨镐兵败之后立即引咎辞职，终被拘押。杜松与刘綎已死于战场，马林也于三个月后在开原战死，明军主将四人已失其三，仅有李如柏始终未遇敌，但在战役之后数日即为监察官纠劾。一年半后辽事更坏，此事再被提及，李如柏自杀以明志。
萨尔浒战役，后金军的胜利，不但使其政权更趋稳固，而且从此夺取了辽东战场的主动权。而明军自遭此惨败，完全陷入被动，辽东局势顿形危急。明朝方面自此由进攻转为防御，后金方面由防御转为进攻。明朝最后失去大部份辽东领土，山海关以外仅余少部份土地如锦州、宁远、杏山、塔山等地。